DE2265525C2

DE2265525C2 - Device for tracking a luminous target

Info

Publication number: DE2265525C2
Application number: DE2265525A
Authority: DE
Inventors: Frank Bernard Roy Mentone Victoria Patridge
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1972-04-01
Publication date: 1982-09-23
Also published as: US3836259A; FR2132774A1; FR2132774B1; CA1012628A; GB1391277A; DE2215960A1; GB1391278A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verfolgung eines leuchtenden Zieles mit einer Photokathode oder dergl. und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals.The present invention relates to a device for tracking a luminous target with a Photocathode or the like. And a device for their scanning and generating one of the lighting output signal corresponding to the area.

Derartige Einrichtungen sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt; sie werden insbesondere in optischen Geräten zur Verfolgung der Flugbahn eines Flugzeuges nach Azimut oder Höhenwinkel im Zuge von Eichungen während des Fluges benutzt.Such devices are known in the prior art in different embodiments; she are used in particular in optical devices for tracking the flight path of an aircraft according to azimuth or Elevation angle used in the course of calibrations during flight.

Zivile Luftfahrtbehörden benötigen Geräte zur Verfolgung von Flugzeugen während der Durchführung von Eichungen, um die Genauigkeit von Blindlandesy-Sternen testen zu können. Bisher hat man bei diesen Geräten eine theodolitenartige Vorrichtung benutzt, die von Hand bei der Verfolgung des Flugzeuges eingestelltCivil aviation authorities need equipment to track aircraft while in transit of calibrations in order to be able to test the accuracy of blindlandesy stars. So far one has with these Devices used a theodolite-like device that was manually adjusted when tracking the aircraft wurde, um die Abweichungen der tatsächlichen Flugbahn von einer vorgegebenen, gewünschten Flugbahn zu messen. Infolge der benötigten höheren Genauigkeit in niedrigen Höhen ist jedoch die bekannte Vorrichtung nicht mehr ausreichend. Mit Radiowellen-Verfolgungsgeräten kann die erforderliche Genauigkeit nur schwer erreicht werden, weil Reflexionen des elektrischen Strahles vom Boden und von Gebäuden den Betrieb derartiger Geräte unsicher machen.was to measure the deviations of the actual flight path from a predetermined, desired flight path. As a result of the required higher However, the known device is no longer sufficient for accuracy at low altitudes. Using radio wave tracking devices can achieve the required accuracy Difficult to reach because of reflections of the electric beam from the ground and buildings make the operation of such devices unsafe.

Nachteilig macht sich bei den bekannten Ein. ichtungen bemerkbar, daß die Genauigkeit nicht besonders groß ist.The known one is disadvantageous. Noticeable that the accuracy is not particularly good is great.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit der Photokathode, insbesondere einer Vidiconröhre entsprechend der bildhelligkeit, die auf der Photokathode gegeben ist, einzustellen, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen.The present invention is therefore based on the object, the sensitivity of the photocathode, in particular a vidicon tube in accordance with the image brightness given on the photocathode, to adjust for higher accuracy.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Hauptanspruchs gelöstAccording to the invention, the object is achieved by the characterizing features of the main claim

Der Anmeldungsgegenstand enthält neben _: dem Video-Diskriminator ferner eine Einstellvorrichtung zur Bestimmung der Helligkeit des Bildes und eine Vorrichtung zur Einstellung des Ausgangssignals der Photokathode in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit Hierdurch wird die Sättigung der Photokathode durch den Signalfiuß verhindert Durch die Empfindlichkeitseinstellung bzw. Veränderung der Empfindlichkeit der Photokathode wird dire Trägheit beseitigt Dieses ist bisher problematisch gewesen, wenn Messungen auf dem Gleitpfad im Nahbereich vorgenommen wurden, oder wenn die Winkelgeschwindigkeit des Flugzeuges relativ zur Photokathode in der Meßebene erheblich war. Die Trägheit der Photokathode ändert sich umgekehrt mit der an sie angelegten Spannung und wird somit verringert wenn das Flugzeug sich der Einrichtung nähert und die Empfindlichkeit verringert wird.In addition to _: the video discriminator, the subject of the application also contains a setting device for determining the brightness of the image and a device for setting the output signal of the photocathode as a function of the image brightness The inertia of the photocathode is eliminated. This has hitherto been problematic when measurements were made on the glide path at close range, or when the angular velocity of the aircraft relative to the photocathode in the measuring plane was considerable. The inertia of the photocathode changes inversely with the voltage applied to it and thus is reduced as the aircraft approaches the device and the sensitivity is reduced.

Zwei weitere durch die Einstellung der Empfindlichkeit überwundene Probleme sind die Defokussierung des Punktes wegen des festen Abstandes der Linse zur Photokathode und die Einstellung ehr Schwellwerte, so daß diejenige Abtastzeile, auf der ein Impuls zuerst den Diskriminator in jeder Bildperiode durchläuft, immer denselben Teil der Lampe darstellt Hierauf wird im folgenden Ausführungsbeispiel noch näher eingegangen. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den vorstehenden Unteransprüchen beschrieben.Two other problems overcome by adjusting the sensitivity are defocusing of the point because of the fixed distance between the lens and the photocathode and the setting or threshold values, see above that the scanning line on which a pulse first passes the discriminator in each frame period always represents the same part of the lamp. This will be discussed in greater detail in the following exemplary embodiment. Further advantageous features are in the the preceding subclaims described.

Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigtIn the following an exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing shows

F i g. 1 ein Blockschema einer Anordnung, die in einer Einrichtung zur Verfolgung der Bewegung eines Flugzeuges entlang einer Flugbahn verwendet wird und die die erfindungsgemäßen Vorrichtungen einsetzt;F i g. 1 is a block diagram of an arrangement which is used in a device for tracking the movement of a Aircraft is used along a flight path and which uses the devices according to the invention;

Fig.2 ein detailliertes Schema eines Teiles der Anordnung nach F i g. 1;FIG. 2 shows a detailed diagram of part of the arrangement according to FIG. 1;

Fig.3 und 4 Schaltbilder, die weitere Einzelheiten zeigen.Fig. 3 and 4 circuit diagrams giving further details demonstrate.

Der Verfolgungsvorgang wird zunächst ohne Bezugnahme auf die Figuren behandelt; weitere Einzelheiten des Betriebs werden später erklärt Die Einrichtung ist zur Verfolgung der Bewegungsbahn eines durch eine Lampe erzeugten Leuchtpunktes bestimmt, der in der Nase eines Flugzeuges angeordnet ist, in dem Blindlandeeinrichtungen geeicht werden. Die Lampe ist auf einer Plattform angeordnet, die unter Servosteuerung eines Gyrosystems im Flugzeug steht, das ihre Ausrichtung ohne Rücksicht auf Rollen oder Schwanken aufrechterhält. Der Strahl aus der Lampe wird durch einThe tracking process will first be dealt with without reference to the figures; more details the operation will be explained later. The facility is to follow the trajectory of one through one Lamp generated luminous point determined, which is arranged in the nose of an aircraft in which Blind landing facilities are calibrated. The lamp is placed on a platform, which is under the servo control of a gyro system in the aircraft, its Maintains alignment regardless of rolling or swaying. The beam from the lamp is passed through a

optisches Linsensystem auf eine Photokathode gebündelt Die Kathode wird von einem Elektronenstrahl abgetastet, um die Lage des Punktes zu bestimmen, der durch das Auftreffen des Lichtstrahles erzeugt ist. Durch geeignete Bezugnahme der Fläche kann die Bewegung des Punktes in einer Dimension relativ zur Kathode als Winkelbewegung des Flugzeugs in einem Sinne relativ zu einer vorbestimmten Flugbahn dargestellt werden. Im Betrieb soll die Einrichtung den Grad der Winkelbewegung des Flugzeugs in einem Sinne (entweder nach Azimut oder Höhenwinkel) relativ zur idealen Flugbahn bestimmen, und das Ergebnis kann mit der Flugbahn verglichen werden, die die Blindlandeempfangseinrichtung im Flugzeug erstelltoptical lens system focused on a photocathode The cathode is driven by an electron beam scanned to determine the location of the point that is generated by the impact of the light beam. By appropriately referring to the area, the Movement of the point in one dimension relative to the cathode as the angular movement of the aircraft in one Senses are represented relative to a predetermined trajectory. In operation, the facility should Degree of angular movement of the aircraft in one sense (either azimuth or elevation) relative to the ideal trajectory, and the result can be compared to the trajectory that created the blind landing reception device in the aircraft

F i g. 1 zeigt die Einrichtung, die den Lichtstrahl zur Bestimmung des Flugzeugortes detektiert Die Photokathode 14 wird durch eine Vorrichtung 12 gebildet, die einer Femsehaufnahmeröhre ähnelt Die Aufnahmeröhre ist mit einer Elektronenkanone (nicht gezeigt) zur Erzeugung eines Elektronenstrahls ausgerüstet Dieser Strahl tastet die Photokathode mittels zweier Ablenkspulensätze ab, wobei die Bildablenkspulen nvt 16 und die Zeilenablenkungsspulen mit 18 bezeichnet sind. Die Zeilenspulen lenken den Strahl in einer geraden Linie Ober die Photokathode, während die Bildspulen den Strahl schrittweise senkrecht zu dieser Linie ablenken. Durch geeignete Erregung dieser Spulen tastet der Strahl eine Vielzahl von benachbarten, parallelen Linien in zyklisch wiederkehrender Reihenfolge ab. Die Abtastung erfolgt mittels eines Oszillators 20, dessen Ausgangsspannung einem Zeilenablenkgenerator 22 und einem Binärzähler 24 zugeführt wird, deren Zweck weiter unten erklärt wird. Der Zeilenablenkgenerator, gesteuert durch den Oszillator, arbeitet auf normale, wohl bekannte Weise über einen Verstärker 23 und die Zeilenablenkspule 18, und lenkt den Strahl entlang einer von der Bildablenkspule 16 ausgewählten Linie ab.F i g. 1 shows the device which detects the light beam for determining the aircraft location. The photocathode 14 is formed by a device 12 which Resembles a TV pickup tube The pickup tube is connected to an electron gun (not shown) Equipped to generate an electron beam This beam scans the photocathode by means of two sets of deflection coils, the image deflection coils nvt 16 and the line deflection coils are designated by 18. The line coils direct the beam in a straight line Above the photocathode, while the image coils deflect the beam gradually perpendicular to this line. By suitably energizing these coils, the beam scans a plurality of adjacent, parallel lines in a cyclically recurring order. The sampling takes place by means of an oscillator 20, whose Output voltage is fed to a line deflection generator 22 and a binary counter 24, the purpose of which is explained below. The line deflection generator, controlled by the oscillator, works on normal, well known manner via an amplifier 23 and the line deflection coil 18, and directs the beam along a line selected by the image deflection coil 16.

Das Bildablenksystem umfaßt einen Binärzähler 24 und einen DigitalVAnalog-Umsetzer 26, der als Bildablenkgenerator arbeitet Die Ausgangsspannung dieses Generators wird über einen Verstärker 28 der Bildablenkspule zugeführt, um die in einem bestimmten Augenblick abzutastenden Ziele zu definieren. Der Binärzähler erzeugt 256 Ausgangssignale zur Darstellung der Ziffern Null bis 255 im Acht-Bit-Binärkode. Diese Signale sind den 256 Zeilen zugeordnet, die in einem vollständigen Bild abzutasten sind; die Bildablenkung bewirkt die Abtastung der Zeile, die durch das von dem Zähler zugeführte, augenblickliche Signal dargestellt istThe image deflection system comprises a binary counter 24 and a digital-to-analog converter 26, which as The image deflection generator is working. The output voltage of this generator is supplied via an amplifier 28 of the Image deflection coil fed to define the targets to be scanned at a given moment. Of the Binary counter generates 256 output signals to represent the digits zero to 255 in eight-bit binary code. These signals are assigned to the 256 lines that appear in a complete image are to be scanned; the image deflection causes the line to be scanned by the from instantaneous signal supplied to the counter is shown

Das augenblickliche Ausgangssignal des Zählers erscheint at'ch auf acht Ausgangsleitungen, von denen einige in F i g. 1 mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet sind. Diese Ausgangsleitungen lassen bestimmte Bits des Zählerausgangs zu bestimmten Toren durch, von denen eines mit 32 bezeichnet ist Jedes Tor empfängt auch ein Videosignal von der Photokathodenfläche 14, das über einen Videoverstärker 34 und einen Video-Diskriminator 36 Obertragen wird. Der Letztere wählt aus der Ausgangsspannung der Photokathode ein »Punktsignal« aus, das dem Ziel entspricht Hierdurch wird eine Vorrichtung 160 getriggert, die ein Betriebssignal zu jedem der Tore 32 durchläßt. Die Ankunft des Betriebssignals öffnet die Tore, so daß das Digitalsignal durchgelassen wird, das die abgetastete Zeile darstellt, wenn der Punkt delektiert wird. Ein von den Toren durchgelassenes Signal K»nn zu jeder weiteren Verarbeitungsvorrichtung übertragen werden; eine, derartige Anordnung wird im Zusammenhang mit der gesamten Einrichtung nach F i g, 3 besehrieben.The current output of the counter appears at'ch on eight output lines, of which some in Fig. 1 are denoted by the reference number 30. These output lines leave certain bits of the Counter output to certain gates, one of which is labeled 32. Each gate also receives a Video signal from the photocathode surface 14 which is transmitted via a video amplifier 34 and a video discriminator 36. The latter chooses from the Output voltage of the photocathode a "point signal" that corresponds to the target Device 160 triggered, which passes an operating signal to each of the gates 32. The arrival of the Operating signal opens the gates so that the digital signal representing the scanned line is allowed through, when the point is detected. A signal K »nn allowed through by the gates is transmitted to each further processing device; one, such The arrangement is described in connection with the entire device according to FIG.

Diese Einrichtung ist nur zur Feststellung des Fühleirs des Punktes auf einer abgetasteten Zeile ausgebildet Der Punkt kann jedoch eine Anzahl von abgetasteten Zeilen überdecken, und diese Anzahl steigt bei Annäherung des Flugzeugs an die Einrichtung. Demzufolge verhindert die durch die erste Feststellung desThis facility is only for the determination of the feeler of the point formed on a scanned line. However, the point may have a number of scanned Lines overlap, and this number increases as the aircraft approaches the facility. As a result, the first detection of the

ίο Punktes getriggerte Vorrichtung 160, z. B. auf der Zeileίο point triggered device 160, z. B. on the line am Boden des Punktes, das Gating eines weiterenat the bottom of the point, the gating of another

Binärausgangs während einer vorbestimmten AnzahlBinary output for a predetermined number of times

von Zeilenabtastungen.of line scans.

Der Video-Diskriminator 36 ist in Fig.2 inThe video discriminator 36 is shown in FIG

Einzelheiten gezeigt Er umfaßt zwei Grundblöcke, einen Impulsgradientenfühler 40 und einen Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42. Der Impulsgradientenfühler 40 empfängt die Ausgangsspannung des Videoverstärkers 34. Diese wird einer VerzögerungsDetails Shown. It comprises two basic blocks, a pulse gradient sensor 40 and a pulse width and pulse polarity sensor 42. The pulse gradient sensor 40 receives the output voltage of the Video amplifier 34. This becomes a delay vorrichtung 44 zugeführt die das Signal um 1 Mikrose- kunde verzögert Die Ausgangsspannung der Verzögerungsvorrichtung 44 wird in einen P'iferenzverstärker 46 eingespeist Die Ausgängsspannung des Verstärkers 34 wird auch direkt in den Differenzverstärker 46device 44 fed the signal by 1 microsecond customer delayed The output voltage of the delay device 44 is fed into a frequency amplifier 46 fed in The output voltage of the amplifier 34 is also fed directly into the differential amplifier 46 eingespeist dessen Ausgangsspannung somit eine Verstärkung der Differenz zwischen der augenblicklichen Ar>3gangsspannung des Verstärkers 34 und der Ausgangsspannung des Verstärkers 46 1 Mikrosekunde früher darstellt Die Ausgangsspannung des Verstärkersfed its output voltage thus a Amplification of the difference between the instantaneous Ar> 3gangvoltage of the amplifier 34 and the Output voltage of amplifier 46 Represents 1 microsecond earlier The output voltage of the amplifier 45 wird einer Vorrichtung 48 zugeführt, die nur die Signale durchläßt die einen vorbestimmten Schwellwert erreichen. Die Ausgangsspannung dieser Vorrichtung wird dem Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42 zugeleitet45 is fed to a device 48 which only the Lets signals pass that reach a predetermined threshold. The output voltage of this device is applied to the pulse width and pulse polarity sensor 42

Der Betrieb des Impulsgradientenfühlers ist besser anhand der bei A, Bund Cunterhalb des Hauptschemas in Fig.2 gezeigten Schwingungsformen zu verstehen. Die Schwingungsformen A und B stellen mögliche Ausgangsspannungen des Videoverstärkers 34 dar, dieThe operation of the pulse gradient sensor can be better understood with the aid of the waveforms shown at A, B and C below the main diagram in FIG. The waveforms A and B represent possible output voltages of the video amplifier 34, the Schwingungsform A stellt die ideale Ausgangssparinung dar und die Schwingungsform B zeigt eine in der Praxis mögliche Veränderung dieser Ausgangsspannung. Die Schwingungsform V zeigt die Ausgangsspannung des Verstärkers 46 entsprechend der Schwingungsform A. Waveform A represents the ideal output voltage and waveform B shows a change in this output voltage that is possible in practice. Waveform V shows the output voltage of amplifier 46 corresponding to waveform A.

Es sei zunächst die ideale Ausgangsspannung A angenommen. Die Schwingungsform umfaßt einen ersten flachen Abschnitt 50, der den Rücklaufsignalpegel darstellt und einen zweiten Abschnitt 52, der den Ausgangssignalpegel während der Abtastung einerLet us first assume the ideal output voltage A. The waveform includes a first flat portion 50 which represents the return signal level and a second portion 52 which represents the output signal level during the sampling of a

so Zeile auf der Photokathode darstellt. Typische Perioden für die Abschnitte sind 50 Mikrosekunden für Abschnitt 50 und 100 Mikrosekunden für Abschnitt 52. Auf einem der Abschnitte 52 wird ein Impuls 54 infolge Abtastens eines von dem Lichtstrahl erzeugten Punktes hervorgeso represents line on the photocathode. Typical periods for the sections is 50 microseconds for the section 50 and 100 microseconds for section 52. On one of sections 52, a pulse 54 is generated as a result of sampling of a point generated by the light beam ru'en. Die erwartete Dauer des Impulses wird etwa die Größenordnung von 2 Mikrosekunden aufweisen.ru'en. The expected duration of the pulse will be approximately that Of the order of 2 microseconds.

Die Ausgangsspaiinung C des Verstärkers 46 umfaßt nun ein Grundpegelsignal 56 mit einer Anzahl von aufmodulierten Impulsen. Die Impulse 58 und 60 stellen die Änderungen im Signalpege! zwischen den Rücklaufabschnitten und den Abtastabschnitten dar. Beim Empfang des Impulses 54 erzeugt der Verstärker ein Ausgangssignal 62, das die Änderung des Signals A vom Pegel 52 darstellt. Innerhalb von 2 Mikrosekunden wird ein zweiter Impuls erzeugt, der die Rückkehr des Signals A zum Pegel 52 darrteilt Die Impulse 62 und 64 haben natürlich entgegengesetzte Polarität; die in Fig. 2 gezeigten Polaritäten haben aber keine besondere The output circuit C of the amplifier 46 now comprises a basic level signal 56 with a number of pulses modulated on. The pulses 58 and 60 represent the changes in the signal level! between the retrace sections and the sample sections. Upon receipt of the pulse 54, the amplifier generates an output signal 62 which represents the change in the signal A from level 52. Within 2 microseconds, a second pulse is generated which indicates the return of signal A to level 52. The pulses 62 and 64 are of course of opposite polarity; however, the polarities shown in FIG. 2 are not particular

Bedeutung, da die tatsächlichen Polaritäten von der Anordnung in der Praxis abhängen.This is important because the actual polarities depend on the arrangement in practice.

Infolge von Änderungen der Hintergrundstrahlung wird die tatsächliche Schwingungsform sich wahrscheinlich fortlaufend während der Abtastung ändern, z. B. wie bei der Schwingungsform B gezeigt. Man rechnet jedoch wenigstens mit einer vorbestimmten Minimaldifferenz an Intensität zwischen dem auf die Photokathode fallenden Punkt und der Grundstrahlung, außerdem wird der Punkt scharf erwartet. Man rechnet daher damit, daß der dem Gradientenfühler 40 zugeführte Signalpegel sich wenigstens um einen vorbestimmten Betrag innerhalb der von der Verzögerungsvorrichtung 44 bestirnten Periode von I Mikrosekunde verändert, und daß die Signalpegelschwankungen infolge von Änderungen der Hintergrundstrahlung diese Schwelle normalerweise nicht erreichen. Die durch die Vorrichtung 48 bestimmte Schwelle wird entsprechend definiert.As a result of changes in the background radiation, the actual waveform will likely change continuously during the scan, e.g. B. as shown in the B waveform. However, one calculates at least a predetermined minimum difference in intensity between the point falling on the photocathode and the basic radiation; in addition, the point is expected to be sharp. It is therefore expected that the signal level applied to the gradient sensor 40 will change by at least a predetermined amount within the period of 1 microsecond determined by the delay device 44, and that the signal level fluctuations due to changes in the background radiation will normally not reach this threshold. The threshold determined by the device 48 is defined accordingly.

Eine Zone zwischen einem relativ niedrigen Grund- κ strahiungspegel und einem relativ hohen Pegel erzeugt eine langsamere Anstiegszeit im Signalpegel, als zum Ansprechen des Impulsgradientenfühlers 40 notwendig ist; somit erhält man kein entsprechendes Ausgangssignal von der Vorrichtung.A zone between a relatively low basic κ radiation level and a relatively high level generates a slower rise time in the signal level than is necessary for the response of the pulse gradient sensor 40; thus no corresponding output signal is obtained from the device.

So ist z. B. der mit 66 bezeichnete, stetige Gradient in der Schwingungsform B für die Erzeugung eines Ausgangssignals am Impulsgradientenfühler nicht ausreichend. So is z. B. denoted by 66, steady gradient in the waveform B for the generation of an output signal at the pulse gradient sensor is not sufficient.

Es ist jedoch möglich, daß eine merkliche Änderung im Grundsignalpegel auftritt, die den Impulsgradientenfühler 40 ansprechen läßt. Daher ist ein Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42 vorgesehen,der nach dem Prinzip arbeitet, daß der erste Zwillingsimpuls 62 eine bestimmte Polarität haben und innerhalb einer maximalen Zeit von 4 Mikrosekunden ein Impuls 64 mit entgegengesetzter Polarität folgen muß. Der Fühler 42 umfaßt eine erste Gleichrichterdiode 68. J^;c den Impuls 62 zu einer monostabilen Schaltung 70 üurchläßt Der Impuls 62 triggert die monostabile Schaltung, die für 4 Mikrosekunden nach dem Triggern ein Ausgangssignal erzeugt das einem Tor 74 zugeführt wird. Der Fühler 42 umfaßt auch einen zweiten Gleichrichter 72, der den Impuls 64 zum Tor durchläßt. Wenn beide Eingänge des Tores erregt sind, wird ein Impuls 76 (in Schwingungsform D gezeigt) der Vorrichtung 160 zuggeführt, um die oben geschilderte Betriebsweise durchzuführen. Zum Betrieb des Tores 74 muß der Impuls 62 vor dem Impuls 64 empfangen werden, da anderenfalls kein Signal am Toreingang 74 von der monostabilen Schaltung 70 erhalten wird. Somit kann nur ein Signal die Ausgangsspannung des Binärzählers 24 wirksam werden lassen, das die Bedingungen der beiden Fühler 40 und 42 erfülltIt is possible, however, that there will be a noticeable change in the basic signal level which causes the pulse gradient sensor 40 to respond. A pulse width and pulse polarity sensor 42 is therefore provided which operates on the principle that the first twin pulse 62 must have a certain polarity and a pulse 64 of opposite polarity must follow within a maximum time of 4 microseconds. The sensor 42 comprises a first rectifying diode 68. J ^; c passes the pulse 62 to a monostable circuit 70. The pulse 62 triggers the monostable circuit, which generates an output signal that is fed to a gate 74 for 4 microseconds after triggering. The sensor 42 also includes a second rectifier 72 which passes the pulse 64 to the gate. When both inputs to the gate are energized, a pulse 76 ( shown in waveform D ) is applied to device 160 to perform the operation described above. To operate the gate 74, the pulse 62 must be received before the pulse 64, otherwise no signal at the gate input 74 from the monostable circuit 70 is received. Thus, only one signal can make the output voltage of the binary counter 24 effective which fulfills the conditions of the two sensors 40 and 42

Zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode in Abhängigkeit der Bildhelligkeit ist die Vorrichtung 80 vorgesehen. Hierdurch wird die Sättigung der Photokathode durch den Signalfluß verhindert und es wird eine Anzahl weiterer Vorteile erreicht, die weiter unten beschrieben werden. Die in F i ς. 1 mit 80 bezeichnete Vorrichtung spricht auf den Pegel eines Signals an, das ihr am Eingang 82 zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode zugeführt wird. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 34 wird dem Eingang 82 zugeführt und wird zu der Vorrichtung 80 durchgelassen. Wenn somit der Leuchtpunkt durch den Video-Diskriminator festgestellt wird, wird die Ausgangsspannung der Photokathode der Vorrichtung 80 zugeführt, die die Empfindlichkeit der Photokathode entsprechend dem empfangenen Signalpegel während des Abtastens des Leuchtpunktes einstellt.The device is used to adjust the sensitivity of the photocathode as a function of the image brightness 80 provided. This prevents the saturation of the photocathode by the signal flow and it a number of other advantages are achieved which are described below. The in F i ς. 1 with 80 designated device responds to the level of a signal that you at input 82 for setting the Sensitivity of the photocathode is supplied. the Output voltage of amplifier 34 is fed to input 82 and is applied to device 80 let through. Thus, when the luminous point is detected by the video discriminator, the output voltage becomes fed to the photocathode of the device 80, which increases the sensitivity of the photocathode according to the received signal level during the scanning of the luminous point.

Weitere Einzelheiten der Vorrichtung 80 bind in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Es sei angenommen, daß der Leuchtpunkt sieben Bildzeilen überdeckt und daß von der Kathode eine ideale Ausgangsspannung erhalten wird; dann wird diese Ausgangsspannung sieben Impulse wechselnder Amplitude umfassen. Jeder dieser Impulse wird den Diskriminator 36 befriedigen, und daher werden sieben diskriminierte Impulse 76 der Vorrichtung 160 und auch der Vorrichtung 80 über die Leitung 37 zugeführt.Further details of the device 80 are shown in FIGS. 3 and 4 shown. It is assumed that the Luminous dot covers seven picture lines and that an ideal output voltage is obtained from the cathode will; then this output voltage will comprise seven pulses of alternating amplitude. Each of these Pulses will satisfy the discriminator 36 and therefore seven discriminated pulses 76 become the Device 160 and also device 80 are supplied via line 37.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird jede Spannung (von korrekter Polarität), die am Eingang 82 erscheint, vorübergehend in dem Kondensator 140 gespeichert, kann sich aber mit einer Zeitkonstante von etwa 20 Mikrosekunden entladen, d. h. zwischen aufeinander folgenden Zeilenabtastungen. Jeder auf Zeile 37 erscheinende diskriminierte impuls 76 wird der Basis des Transistors 141 zugeführt, wodurch dieser in die Sättigung getrieben wird. Dadurch wird der Transistor 142 in einem Maße leitend, das durch die Ladung des Kondensators 140 bestimmt wird, die die Amplitude des Kathodenausgangsimpulses repräsentiert, der den diskriminierten Impuls erzeugte. Der resultierende Strom lädt den Kondensator 143 auf; die Ladung kann mit einer Zeitkonstante abklingen, welche länger ist als mehrere Bildabtastungen. Während der Zeilenabtast-Vorgang weiterläuft nach der Erzeugung des ersten diskriminierten Impulses 76, baut sich die Ladung, die im Kondensator 143 gespeichert ist, schrittweise auf, bis eine Ladung gespeichert ist, die dem Kathodenausgangsimpuls maximaler Amplitude in diesem Bild entspricht. Danach wird eine weitere Aufladung des Kondensators 143 in dieser Bildperiode dadurch verhindert, daß die Diode 145 in Sperrichtung vorgespannt wird. Somit hat der Ausgang 146 eine Spannung anliegen, die der Spitzenintensität des Leuchtpunktes entspricht. In der nächsten Biidperiode wiederholt sich der Vorgang, so daß die Spannung am Ausgang 146 fortlaufend ein Abbild der Intensität des Leuchtpunktes gemittelt über die Anzahl der Bildabtastungen ist, die durch die Zeitkonstante des Kondensators 143 bestimmt wird.Referring to Fig. 3, any voltage (of correct polarity) appearing on input 82 is temporarily stored in the capacitor 140, but can be with a time constant of about Discharge for 20 microseconds, d. H. between successive line scans. Everyone on line 37 appearing discriminated impulse 76 becomes the basis of transistor 141, thereby driving it into saturation. This will make the transistor 142 conductive to an extent determined by the charge on capacitor 140, which is the amplitude of the Cathode output pulse that generated the discriminated pulse. The resulting stream charges capacitor 143; the charge can decay with a time constant longer than multiple image scans. While the line scan process continues after the first has been generated discriminated pulse 76, the charge that is stored in capacitor 143 builds up gradually until a charge is stored which corresponds to the maximum amplitude cathode output pulse in this image is equivalent to. Thereafter, a further charge of the capacitor 143 in this frame period is thereby prevents the diode 145 from becoming reverse biased. Thus the output 146 has one Voltage is present which corresponds to the peak intensity of the luminous point. In the next education period the process is repeated so that the voltage at the output 146 continuously reflects the intensity of the The luminous point is averaged over the number of image scans, which is determined by the time constant of the capacitor 143 is determined.

Die Spannung am Ausgang 146 wird an den Knotenpunkt 148 am Eingang des Verstärkers 150 angelegt. Unter der willkürlichen Annahme, daß die Photokathodenausgangsimpuise negativ sind, ist die Spannung am Ausgang 146 normalerweise positiv vorgespannt, und sein Potential wird sich gegen Nuil verringern in dem Maße, in dem die Intensität des Punktes wächst Eine negative Spannung wird ebenfalls an den Knotenpunkt 148 angelegt von einem von Hand einstellbaren Potentiometer 151, das anfangs derart eingestellt wird, daß die Summe der Eingangsspannung am Verstärker 150 normalerweise positiv ist; das geschieht vor der Anpeilung des Flugzeugs. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung am Ausgang 152 des Verstärkers durch die Gegenkopplungsschleife 153 auf Nullpotential gehalten. Infolgedessen leitet der Transistor 154 nicht und die volle Spannung von der von Hand einstellbaren Quelle 155 wird über die Leitung 156 an die Photokathode angelegt; die Empfindlichkeit der Photokathode wird entsprechend bestimmtThe voltage at output 146 is applied to node 148 at the input of amplifier 150 created. Under the arbitrary assumption that the photocathode output impulses are negative, the Voltage at output 146 is normally positively biased, and its potential will rise towards Nuil decrease as the intensity of the point increases. A negative voltage will also become applied to the node 148 by a manually adjustable potentiometer 151, which is initially like this adjusting the sum of the input voltage to amplifier 150 to be normally positive; the happens before the aircraft is sighted. At this point in time, the voltage at output 152 of the Amplifier held by the negative feedback loop 153 at zero potential. As a result, the transistor conducts 154 does not and the full voltage from the manually adjustable source 155 is applied via line 156 the photocathode applied; the sensitivity of the photocathode is determined accordingly

Bei der ersten Anpeilung des Flugzeugs wird die Intensität des Leuchtpunktes wahrscheinlich niedrig sein, und die Verringerung der positiven Spannung aufWhen you first take a bearing on the aircraft, the intensity of the illuminated dot is likely to be low be, and reducing the positive tension on

der Leitung 146 wird nicht ausreichen, um den Eingang des Verstärkers negativ werden zu lassen. Der Zusammenhang zwischen der anfanglichen positiven Vorspannung arf der Leitung 146 und dem negativen Potential vom Potentiometer 151 bestimmt somit einen Schwellwert, so daß Ausgangsimpulse mit geringerer Amplitude als der Schwellwert keine Wirkung auf die Empf^:ndlichkeit der Photokathode haben. Wenn jedoch der Ledchtpunkt heller wird, so wird der Knotenpunkt 148 und der Eingang des Verstärkers schließlich negativ und der Ausgang 152 positiv werden. D»nn fängt der Transistor 154 an zu leiten und Strom aus der Quelle 155 zu ziehen. Dadurch wird die auf der Leitung 156 erscheinende Spannung sich stetig verringern in dem Maße, in dem der Leuchtpunkt heller wird, und die Empfindlichkeit der Photokathode wird entsprechend verringert. Die Verstärkung der Einrichtung ist derart bemessen, daß die Amplitude des Spitzenausgangsimpulses der Photokathode im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn sich die Helligkeit des Leuchtpunktes verändert. Bei Messungen im Fernbereich tritt möglicherweise nur ein einziger Ausgangsimpuls pro Bildperiode auf.line 146 will not be sufficient to make the input of the amplifier go negative. The relationship between the initial positive bias arf union line 146 and the negative potential from potentiometer 151 thus determines a threshold value so that output pulses with lower amplitude than the threshold value no effect on the ^receiver: photosensitivity of the photocathode have. However, as the light point becomes brighter, node 148 and the amplifier input will eventually go negative and output 152 will eventually go positive. Then transistor 154 begins to conduct and draw current from source 155. As a result, the voltage appearing on the line 156 will steadily decrease as the luminous point becomes brighter, and the sensitivity of the photocathode is correspondingly reduced. The gain of the device is such that the amplitude of the peak output pulse of the photocathode is kept essentially constant when the brightness of the luminous point changes. In the case of far-range measurements, there may only be a single output pulse per frame period.

Die oben beschriebene Veränderung der Empfindlichkeit der Photokathode hat — wie schon erwähnt — eine Anzahl von Vorteilen. Ein wenigstens teilweise durch die Empfindlichkeitseinstellung überwundenes Problem ist das der Trägheit der Photokathode. Dies kann problematisch sein, wenn Messungen im Gleitpfad im Nahbereich vorgenommen werden, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Flugzeugs relativ zur Photokathode in der Meßebene erheblich ist. Die Trägheit der Photokathode ändert sich umgekehrt mit der an sie angelegten Spannung und wird somit verringert, wenn das Flugzeug sich der Einrichtung nähen und die Empfindlichkeit verringert wird.The change in the sensitivity of the photocathode described above has - as already mentioned - a number of advantages. One at least partially overcome by the sensitivity adjustment The problem is that of the inertia of the photocathode. This can be problematic when taking measurements in the glide path be made at close range when the angular velocity of the aircraft is relative to Photocathode in the measuring plane is significant. The inertia of the photocathode changes inversely the voltage applied to them and is thus reduced when the aircraft is on the facility sew and the sensitivity is reduced.

Zwei weitere durch die Einstellung der Empfindlichkeit überwundene Probleme sind die Defokussierung des Punktes wegen des festen Abstandes der Linse zu der Photokathode, und die Einstellung der Schwellwerte, so daß diejenige Abtastzeile, auf der ein Impuls zuerst den Diskriminator in jeder Bildperiode durchläuft, immer denselben Teil der Lampe darstellt Es ist notwendig, wieder auf den Impulsdiskriminator Bezug zu nehmen, um die Lösung dieser Probleme zu verstehen. Es sein daran erinnert, daß der Ausgang des Verstärkers 46 die Differenz zwischen Photokathodenausgangssignal in einem Augenblick und dem Signal I Mikrosekunde vorher darstellt. Bei sehr kurzer Anstiegszeit, wie im Falle des Leuchtpunktes, hängt j diese Differenz von dem Absolutpegel des Spitzenwertes des Photokathodenausgangsimpulses ab. Wenn nun die Amplitude des Photokathodenausgangsimpulses, die den Punkt maximaler Intensität der Lampe darstellt, konstant gehalten wird, dann wird die Amplitude desTwo other problems overcome by adjusting the sensitivity are defocusing of the point because of the fixed distance between the lens and the photocathode, and the setting of the threshold values, so that the scan line on which a pulse first passes the discriminator in each frame period, always represents the same part of the lamp It is necessary to refer again to the pulse discriminator to take to understand the solution to these problems. It should be remembered that the outcome of the Amplifier 46 shows the difference between the photocathode output in an instant and the signal I represents microseconds before. If the rise time is very short, as in the case of the illuminated dot, it hangs j this difference from the absolute level of the peak value of the photocathode output pulse. If now the amplitude of the photocathode output pulse, which represents the point of maximum intensity of the lamp, is kept constant, then the amplitude of the

ίο Photokathodenausgangsimpulses, der den abzutastenden Lampenteil darstellt, ebenfalls konstant gehalten. Da die letztere Amplitude konstant ist, kann der Schwellwert der Vorrichtung 48 entsprechend eingestellt werden, und der erste durch den Diskriminatorίο photocathode output pulse, which represents the lamp part to be scanned, also kept constant. Since the latter amplitude is constant, the threshold value of the device 48 can be adjusted accordingly, and the first by the discriminator

ι ϊ hindurchgelassene Ausgangsimpuls wird immer derjenige sein, der die erforderliche Amplitude aufweist, und er wird immer denselben Punkt auf der Lampe darstellen. Wenn man die Impulsamplitude nicht auf diese Weise einstellen würde, so würde der irgendeinen Teil derι ϊ let through output pulse is always the one which has the required amplitude and it will always represent the same point on the lamp. If one did not adjust the pulse amplitude in this way, it would become some part of the

>n Lampe darstellende Schwellwert in dem Maße ansteigen, wie die Lampe sich der Einrichtung nähert und es würden Fehler eingebracht, weil durch die allmähliche Defokussierung des Leuchtpunktes bei Annäherung des Flugzeuges sich die Energie des Strahles über die Photokathode verteilen würde, so daß die Schwellwerterfordernisse auf einer Abtastzeile befriedigt würden, die früher liegt als diejenige, die den richtigen Teil der Lampe darstellt. Die Alternative der Einstellung der Linse zur Erhaltung des Brennpunktes würde große> The threshold value representing the lamp increases to the extent that as the lamp approaches the facility and errors would be introduced because of the gradual Defocusing of the light point when the aircraft is approaching the energy of the beam over the Photocathode so that the threshold requirements are satisfied on a scan line that is earlier than the one that represents the correct part of the lamp. The alternative of setting the lens to maintain focus would be great

jn Schwierigkeiten machen. Bei der vorliegenden Einrichtung kann die Linse derart eingestellt werden, daß der Strahl mit Brennpunkt auf der Photokathode bei der maximalen Reichweite der Einrichtung gebündelt wird; während der Verfolgung ist keine Nachstellung notwendig.jn make trouble. With the present establishment the lens can be adjusted so that the beam with focus on the photocathode at the maximum reach of the facility is bundled; there is no reenactment during the persecution necessary.

Ein weiterer Vorteil der Empfindlichkeitseinstellung liegt in der Verringerung der durch die Grundhelligkeit verursachten Ausgangsspannung bei Annäherung des Flugzeuges an die Einrichtung. Dies ist insbesondereAnother advantage of the sensitivity setting is the reduction in the basic brightness caused output voltage when the aircraft approaches the facility. This is particular

■to nützlich bei der Eichung der Landekursantenne bei niedrigen Höhenwinkeln. Unter diesen Umständer, können Reflexionen von Bodenobjekten empfangen werden, die Störortungen des Punktes verursachen. In diesem Zeitpunkt der Verfolgung nähen sich jedoch die■ to useful when calibrating the landing course antenna low elevation angles. Under these circumstances, reflections from ground objects may be received causing the point to be disturbed. At this point in the persecution, however, they are sewing

■»5 Empfindlichkeit der Photokathode dem Minimum.■ »5 sensitivity of the photocathode to the minimum.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Einrichtung zur Verfolgung eines leuchtenden Zieles mit einer Photokathode oder dergl. und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Photokathode entsprechenden Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß ein Video-Diskriminator (36) zur Auswahl des Signals, das dem Bild des Zieles entspricht, sowie eine Vorrichtung (80) zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit, vorgesehen sind.1. Device for tracking a luminous target with a photocathode or the like. And a Device for scanning them and generating an output signal corresponding to the illumination of the photocathode, characterized in that a video discriminator (36) for Selection of the signal corresponding to the image of the target and a device (80) for adjusting the sensitivity of the photocathode in Depending on the image brightness, are provided.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- '5 zeichnet, daß die Vorrichtung (80) zur Bestimmung der Bildhelligkeit einen auf den Spitzenwert des Ausgangssignals ansprechenden Schaltkreis (143) enthält, der einige Zeit nach dem Abtasten des Bildes mit dem Ausgangssignal beaufschlagt wird.2. Device according to claim 1, characterized in '5 indicates that the device (80) for determining the image brightness is set to the peak value of the Output signal responsive circuit (143) includes some time after the image is scanned is applied with the output signal.

3. Είηπ&Ί .ung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (80) zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode Vorrichtungen (154, 155) aufweist, welche derart einstellbar sind, daß die Spitzenamplitude des Signals, das dem Ziel entspricht, nach der Einstellung im wesentlichen beim wiederholten Abtasten des Bildes konstant gehalten wird.3. Είηπ & Ί .ung according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the device (80) for adjusting the sensitivity of the photocathode Devices (154, 155) which are adjustable such that the peak amplitude of the Signal that corresponds to the target after setting is kept substantially constant as the image is repeatedly scanned.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (36) zur Auswahl des Signals, das dem Ziel entspricht, eine Schwellwertvorrichtung (48) umfaßt.4. Device according to claim 3, characterized in that the device (36) for selecting the Signal corresponding to the target comprises a threshold device (48).

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Scharfeinstellvorrichtung in eine- im wesentlichen festen Zuordnung zur Photokathode ve gesehen ist5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that an optical focusing device in a substantially fixed Assignment to the photocathode ve seen

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Video-Diskriminator (36) einen Impulsgradientenfühler (40) sowie eine Schwellwertvorrichtung (48), *o die mit dem Ausgang der Vorrichtung (40) verbunden ist, umfaßt, und daß eine Vorrichtung (70) zur Bestimmung eines vorbestimmten Zeitintervalls sowie ein Tor (74) vorgesehen sind, welches mit dem Ausgang der Schwellwertvorrichtung (48) verbun- *s den ist, und daß ein zweiter Gleichrichter (72) ebenfalls mit dem Ausgang der Schwellwertvorrichtung (48) verbunden ist.6. Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the video discriminator (36) has a Impulsgradientenfühler (40) and a threshold device (48) o, * which is connected to the output of the device (40) comprises , and that a device (70) for determining a predetermined time interval and a gate (74) are provided which is connected to the output of the threshold device (48), and that a second rectifier (72) is also connected to the output the threshold device (48) is connected.